60T锅炉氧化镁法技术方案(60吨)

锦化物业脱硫除尘改造工程氧化镁湿法技术方案大连盛博环境工程有限公司2016年5月目录TOC\o"1-3"\h\z270831工程概况 3127661.1项目概况 3185101.2锅炉原始参数 3288481.3汲取剂 3198142总则 3109773设计原则 461534设计范围 5241864.1烟气系统 5177574.2脱硫剂系统 5302724.3工艺水系统 5139284.4二氧化硫汲取系统 5130994.5脱硫产物排放系统 592474.6电气及自控系统 5324394.7土建系统 5320075规范和标准 5216336技术方案 783886.1方案介绍 797476.2工艺原理 7290086.3系统介绍 7291326.4技术特点 11119487供货范围 12200367.1供货范围 12310438平安生产、环境爱护、消防及节能 12301148.1平安生产 12308198.2环境爱护 13309008.3节能 14198279技术培训、技术服务和联络 14163399.1技术培训 144569.2技术服务 14286319.3设计联络 151工程概况1.1项目概况本技术方案适用于大连锦化物业锅炉房一台20T/h、一台60T/h热水锅炉烟气脱硫除尘工程(20T/h锅炉做为备用)。脱硫工艺采纳氧化镁湿法烟气脱硫技术，二机一塔，共1套脱硫除尘系统。除尘工艺采纳布袋除尘器，因该项目为改造项目，原引风机为变频风机，风量能满足要求，压头最大可调到3115Pa,克服整套脱硫除尘阻力，无法满足要求。故可通过更换电机，提高电机转速，基本满足脱硫系统的工况要求。用来克服脱硫除尘装置和烟道的阻力，在保证脱硫系统稳定运行的同时，也确保了脱硫系统不影响供热锅炉主机的生产。本脱硫除尘工艺保证不超过《锅炉大气污染物排放标准》GB13271-2014的要求。实现SO2年减排量80吨。本装置脱硫率可以达到98%，出口烟气SO2浓度≤300mg/Nm3，烟尘浓度≤50mg/Nm3。1.2锅炉原始参数1.2.160T吨热水锅炉烟气参数项目类别参数类别参数锅炉蒸发量20+60t/h数量各1台(20t/h为备用)燃煤产地（设计煤种）燃煤量10.29t/h应用基含硫量0.50%应用基灰份18%烟气参数(额定负荷)烟气流量150000m3/h烟气温度130℃SO2排放浓度1180mg/Nm31.3汲取剂汲取剂制浆方式采纳外购MgO粉末，在混合池内加入恒温热水进行熟化，制成浆液。混合池为混凝土结构，作业一个班次能满足脱硫系统24小时运用。熟化好的氢氧化镁溶液打入氢氧化镁储罐。2总则2.1本技术条件适用于20t/h+60t/h(20t/h做为备用)供热锅炉尾部烟气脱硫除尘系统配套的主辅系统及其设备。它提出了该系统的功能、设计、结构、性能、土建、安装和试验等方面的技术要求；2.2本方案提出的为最低限度的技术要求，并未对一切技术细微环节作出规定。也未充分引述有关的标准和规范的条文；2.3脱硫工艺采纳成熟的氧化镁脱硫技术。脱硫系统的设计脱硫效率应满足当前国家排放标准要求，并考虑满足今后10～15年内不断趋于严格的SO2排放标准。供方保证供应符合国家标准和需方要求的优质产品及其相应的服务，对国家有关平安、环保、劳卫、消防等强制性标准保证满足国家有关要求；2.4本技术条件所运用的标准如遇与需方所执行的标准发生冲突时，按较高标准执行；2.5脱硫工程的设计结合现场的场地条件，力求使流程和布置紧凑、合理。2.6本工程采纳氧化镁湿法脱硫方式。供方采纳该技术对整个脱硫系统进行设计；包括整个脱硫系统正常运行所必需具备的工艺系统、设备选择、选购 、运输、制造及安装等的设计、施工、调试、试验及检查、试运行、考核验收、培训和最终交付投产等；2.7供方对供货范围中的烟气脱硫系统成套系统内设备(含协助系统与设备)负有全责；2.8供方保证满足需方提出的自备供热锅炉尾部的脱硫岛设计参数；3设计原则3.1适应煤种改变，用户可依据煤种含硫量的凹凸，通过调整脱硫剂的运用量，达到最佳的脱硫效果；3.2脱硫系统在锅炉工况（50～110％）改变的条件下能够正常工作，确保烟气治理系统的平安、稳定运行；3.3采纳氢氧化镁法脱硫工艺，脱硫效率可达≥98%，SO2排放浓度≤200mg/Nm3，水分≤75mg/Nm3；3.4脱硫工程的设计应结合现场的场地条件，力求使流程和布置紧凑、合理。采纳1台20t/h，1台60t/h锅炉两炉一塔的配置方式；3.5脱硫系统设置100%烟气旁路，保证脱硫装置在任何状况下不影响供热机组的平安运行，脱硫系统设有牢靠的爱护系统，以避开因系统的故障引起脱硫塔内装置的损坏；3.6反应后的浆液经排浆泵排入本热力站现有冲灰水系统。脱硫后的净烟气从烟囱排放。3.7脱硫系统限制采纳DCS系统。采纳烟气在线自动监测系统，对脱硫后的烟气二氧化硫含量进行连续实时监控（由需方自行负责）；3.8脱硫工艺应尽可能节约能源和水源，尽可能降低脱硫系统的投资与运行费用；3.9脱硫塔采纳喷淋空塔，整套脱硫系统阻力小于<1200Pa；3.10在设备及管道运行中溢流、冲洗和清扫过程中产生的废水（例如：氧化镁浆液或副产品浆液系统设备与管道等）收集在脱硫装置的事故坑内，然后送至汲取塔系统中重复利用，不干脆排放；3.11选用质量牢靠、能耗低的机电设备及性能优异、价格相宜的专用设备，尽可能降低系统的运行费用；3.12脱硫后没有二次污染，保持原有清洁干净的厂貌。4设计范围4.1烟气系统烟气系统从除尘器烟气出口至烟囱水平烟道入口。主要包括烟道、旁路、挡板门、密封系统。4.2脱硫剂系统脱硫剂系统从氧化镁混合池入口至氢氧化镁储罐出口。4.3工艺水系统工艺水系统从工艺水箱入口法兰外一米以内为界。4.4二氧化硫汲取系统二氧化硫汲取系统从汲取塔烟气入口至汲取塔烟气出口。4.5脱硫产物排放系统脱硫产物处理系统从汲取塔排浆泵出口口至冲灰沟。4.6布袋除尘系统布袋除尘器系统从锅炉出口烟道至引风机入口。4.7电气及自控系统4.8土建系统脱硫系统范围内全部设备基础及土建由供方设计，由需方负责施工。5规范和标准5.1供方的系统功能设计、结构、性能、制造、建筑、供货、安装、调试、试运行等采纳以下所列的国家最新版本标准。5.2环境爱护、劳动卫生和消防设计采纳中华人民共和国标准。5.3供方在设计、制造、建筑、安装、调试、试运行中执行的初步标准清单附后，若在合同执行过程中有新的标准颁布按新的标准执行。5.4脱硫系统及其配套辅机设计、制造、检验原则上采纳中国现行规范和标准，但凡按引进技术设计制造的设备，均按引进技术相应的标准及规范进行设计、制造、安装、施工、检验。若供方运用的规范及标准与本技术规范所用标准发生冲突时，按较高标准执行。设计标准GB13271-2014《锅炉大气污染物排放标准》DL/T5196-2004《火力发电厂烟气脱硫设计技术规程》DL5000-2000《火力发电厂设计技术规程》GB13271-2014《锅炉大气污染物排放标准》GB4053.4-93《固定式工业钢平台》GB50054-95《低压配电设计规范》NDGJ5-88《火力发电厂水工设计技术规定》设备标准GB/T8163-1999《流体输送用无缝钢管》GB10889-89《泵的振动测量与评价方法》GB2649-89《焊接接头机械性能试验取样方法》GB3214-91《水泵流量测定方法》GB50229-96《火力发电厂与变电所设计防火规范》GB8162-1999《结构用无缝钢管尺寸外形重量及允许偏差》GB912-89《一般碳素结构钢和低合金结构钢薄板技术条件》GB50055-93《通用用电设备配电设计规范》JB/T4735-1997《钢制焊接常压容器》验收标准GB50235-97《工业金属管道工程施工及验收规范》GB50268-1997《给水排水管道工程施工及验收规范》GB50205-95《钢结构工程施工及验收规范》6技术方案6.1方案介绍本工艺是针对大连锦化物业20t/h+60t/h(20t/h锅炉作为备用)供热锅炉进行烟气脱硫除尘，带有大量粉尘和二氧化硫的烟气从锅炉出口烟道排出，然后进入布袋除尘器，经除尘器脱下的粉煤灰通过除尘器下的卸灰阀经加湿机加湿后由推车统一外排至渣场，脱尘后的含硫烟气经引风机增压后，进入脱硫塔进行脱硫。脱硫采纳氧化镁湿法脱硫工艺。现将脱硫工艺流程叙述如下：来自投料口的氧化镁粉自混和池顶部的投料口加入与来自工艺水管网的工艺水、来自厂区管网的热水在混和池内混合熟化，熟化浆液流至储存池，利用储存罐中的供浆泵将脱硫浆液送往汲取塔；脱硫浆液进入汲取塔后，经塔外循环泵循环，送入喷嘴进行喷淋，与从下而上的烟气进行逆向接触，充分进行化学反应，生成MgSO3。再鼓入空气氧化MgSO3，使之生成MgSO4。反应后的浆液经排浆泵排入锅炉厂现有冲灰水系统，干脆做为冲灰水运用。脱硫后的净烟气从汲取塔上方的烟道排至烟囱。6.2工艺原理氢氧化镁法脱硫工艺采纳Mg(OH)2汲取烟气中的SO2，得到含结晶水的以亚硫酸镁为主的产物，通过曝气氧化系统将亚硫酸镁氧化成硫酸镁固体，经过初步沉淀后通过排污泵排放。主要发生的化学反应如下：(1)制浆：MgO＋H2O→Mg(OH)2(浆液)Mg(OH)2→Mg2+＋2OH—(2)汲取：Mg(OH)2＋SO2+5H2O→MgSO3·6H2O↓MgSO3＋SO2+H2O→Mg(HSO3)2↓Mg(HSO3)2＋Mg(OH)2＋10H2O→2MgSO3·6H2O↓(3)强制氧化：MgSO3＋1/2O2＋7H2O→MgSO4·7H2O↓Mg(HSO3)2＋1/2O2＋6H2O→MgSO4·7H2O↓＋SO26.3系统介绍氢氧化镁法脱硫除尘工艺主要由烟气系统、除尘系统、汲取剂系统、工艺水系统、二氧化硫汲取系统、脱硫产物排放系统和电气自动限制系统。除尘系统本套除尘系统每台锅炉设置一台布袋除尘器，除尘器的除尘效率满足烟气出口含尘浓度≤50mg/Nm3。除尘系统阻力为≤1500Pa,除尘采纳低压脉冲喷吹清灰。滤袋运用寿命不小于2年，袋长采纳6米滤袋，滤袋材质为PPS+PTFE。烟气系统本项目中，供热锅炉烟气经布袋除尘器除尘后进入引风机、通过引风机送入脱硫塔内。脱硫除尘后的锅炉烟气由脱硫系统出口挡板门进入出口净烟道，最终由烟囱排入大气。锅炉正常运行时，其脱硫系统亦同时运行，只在特别状况及故障状况时允许脱硫系统被旁通，此时锅炉在无脱硫装置的状况下（烟气通过旁通烟道）运行。正常运行时，无论脱硫装置处于何种工况下运行都不会对供热机组产生影响。汲取塔低负荷运行时，可按汲取塔特性停运一层喷嘴。脱硫系统投运时，系统的进、出口挡板门打开，通往烟囱的旁通烟道挡板门关闭。在锅炉启动过程中或脱硫系统解列、须要检修时，脱硫系统进、出口挡板门关闭，旁通烟道挡板门打开，机组烟气经引风机和旁通烟道干脆进入烟囱排出。本系统中烟道挡板门采纳优质百叶窗双层密封挡板门。脱硫塔出口配置一台出口烟气挡板门。挡板门配置完善的密封风系统。烟道留有适当的取样接口、试验接口和人孔汲取剂系统脱硫剂系统包括脱硫剂存储及浆液制备和浆液输送三部分。(1)脱硫剂存储脱硫剂采纳氧化镁。袋装脱硫剂（纯度为85％的氧化镁）由市场选购 ，采纳50kg编织袋装，纯度≥85％，储存的汲取剂可供本锅炉脱硫装置运用10天。(2)浆液制备氧化镁干脆倒入混合池内。混合池采纳采纳混凝土结构，混合池内将氧化镁和热水按肯定比例搅拌配置成肯定浓度的浆液。锅炉余热废水，接管引入浆液制备系统，热水流量依据管道上的流量计显示通过调整阀门开度进行调整。熟化后的氢氧化镁溶液通过输送管道送入氢氧化镁储罐。氢氧化镁储罐采纳钢结构，内部设置必要的防腐涂层。考虑到储罐内介质性质及存储时间，在罐内设置搅拌器，以防止氢氧化镁沉淀。同时设置液位开关，对罐内液位进行监控。限制信号进入脱硫DCS限制系统内。(3)浆液输送储存在氢氧化镁储罐内的浆液通过碱液泵送至脱硫塔内。碱液泵设置三台，两用一备。碱液的量按镁硫比通过碱液泵出口调整阀进行调整。碱液的量通过智能电磁流量计显示，并将信号送入脱硫DCS限制系统。工艺水系统工艺水主要包括两部分，一部分是消化制浆耗水，主要来之锅炉冷却水；另一部分是除雾器冲洗及脱硫塔补充水，主要来至厂区供水管网。工艺水设置一台水箱，存储冷水。水箱采纳钢结构，材质为一般碳钢。箱内设置液位计对箱内水位进行监控。除雾器冲洗水采纳三台泵，其中两用一备。通过冲洗水量调整脱硫系统总流量。氧化镁熟化用水采纳锅炉冷却水。熟化用水水量通过智能电磁流量计进行监控，同时流量信号送入脱硫DCS限制系统。6.3.5二氧化硫汲取系统二氧化硫汲取系统是烟气脱硫系统的核心，主要包括汲取塔、喷嘴、除雾器和浆液循环泵等设备。在汲取塔内，烟气中的SO2被脱硫剂浆液洗涤并与浆液中的Mg（OH）2发生反应，最终生成亚硫酸镁晶体，循环泵将反应液反复送入汲取塔，以提高汲取反应的效率。达到肯定浓度的亚硫酸镁浆液由废液排出泵送入冲灰水系统中（副产品也可处理浓缩脱水，外销做复合肥）。在汲取塔的上部设有除雾器，以除去脱硫后烟气带出的细小液滴，使烟气在含液滴量低于75mg/Nm3下排出。本脱硫工程配置一座逆流式喷淋汲取塔。二炉一塔。汲取塔布置在引风机之后，正压运行。当脱硫系统解列或出现事故停机须要检修时，汲取塔内的汲取浆液由汲取塔低排污阀排出，存入地坑中，以备再次启动之用。(1)汲取塔空塔喷淋汲取塔主体为圆柱形塔、碳钢衬玻璃磷片，汲取塔底部为浆液池，上部分为喷淋层和除雾器两部分。塔体内配置有多个高效喷嘴及高效除雾装置，浆液在汲取塔内通过高效雾化喷嘴雾化，形成良好的气液接触反应界面，烟气进入塔内之后，在塔内匀速上升，与雾状喷液进行全面高效混合接触，脱除SO2等酸性气体。带雾点的烟气上升至高效除雾装置时，通过除雾装置的作用，气液进行接触二次汲取并同时得到有效分别，从而避开烟气夹带雾沫，最大限度地削减烟气带水现象。汲取塔塔体材料采纳钢衬玻璃鳞片，直径3.2米，塔高18m。。在脱硫塔的进、出口烟道上设置挡板门和旁路系统，以保证当脱硫系统检修停运或事故时不影响锅炉的连续、平安、稳定运行；全部的烟气挡板门易于操作，在最大压差的作用下具有较好的严密性。烟道系统地走向做到经济合理简洁、减小管道系统阻力并便于挡板门的操作和检修。烟道和支架结构采纳钢结构，外表面防锈油漆。废水处理系统由于本期脱硫副产物较少，按抛弃处理，汲取塔排放的浆液由浆液排放泵排入到灰渣缓冲池，进入该厂现有冲灰水系统中或（由肥料厂家来干脆回收，制作复合肥）。排放系统本工艺需充一个事故浆液坑，以便于汲取塔检修或事故状态下，塔内浆液由浆液排放泵排空至事故坑中。检修完成或故障解除后，坑内的浆液由泵送回到汲取塔中，节约了汲取剂并防止了浆液外排时对环境造成污染。另外通过排水沟收集循环泵、浆液排放泵停运冲洗时的浆液和设备密封水，并可由汲取塔排水坑泵打到汲取塔，达到循环利用、节约用水。(2)喷淋层脱硫塔采纳喷淋空塔；脱硫塔内部喷淋系统由安排管网和喷嘴组成。喷淋系统合理分布要求的喷淋量,使烟气流向匀称，并确保脱硫液与烟气充分接触和反应。(3)除雾器采纳折流板除雾器，材质为增加阻燃聚丙烯(PP)。在脱硫塔上部设置两层除雾器，有效地捕集脱硫后烟气中携带的液滴，保证100％工况脱硫经除雾器后烟气液滴浓度小于75mg/Nm3；在除雾器上设置有冲洗装置，定时、定压冲洗。(4)循环泵一套脱硫系统配备3台脱硫循环泵。每个喷淋层单泵限制。以便依据锅炉负荷分别限制循环浆液量。循环泵可变频调整，系统可依据锅炉负荷、煤含硫量、烟气出口SO2浓度、烟气温度进行调整，得到系统最优化的运行参数，做到节能运行。循环泵采纳引进技术材料和引进技术生产的耐磨耐腐蚀全金属卧式离心泵。密封形式采纳机械密封。(5)设备阻力脱硫系统阻力为1700Pa，假如现有引风机压力满足，可利用现有引风机的余压。在脱硫装置运行时关闭旁路挡板门，打开脱硫进口挡板门，脱硫出口挡板门，在脱硫装置停运时，打开旁路挡板门，切换到原有系统，不影响锅炉的正常运行。电气自动限制系统我方供应的低压柜采纳先进的GCK柜型，功率较大的电机设置低压电动机爱护装置。设置就地限制箱，就地限制箱必需有起停开关、指示灯、转换开关、电流表等。电机的防护等级至少为室外IP54。电缆通道结合现场状况采纳电缆沟和架空桥架，桥架采纳渡锌电缆桥架。脱硫限制系统采纳重要参数自动调整，使脱硫电气系统能独立运行，又能与其他系统相兼容。系统具有中等自动限制水平，系统所采纳电气元器件均为国内外知名品牌，保证系统牢靠性。限制系统监控的主要内容有以下几点：工艺运行状态的监测，主要采集与处理现场测量仪表的信号。依据工艺对限制系统的要求，通过调整回路进行自动调控，使脱硫系统运行在正常的工况状态下。限制电气设备运行工况，对马达限制中心（MCC）的开关量和模拟量信号进行采集处理，推断设备的运行状态。通过通信网络连接到主控室DCS主控系统，进行规约转换，完成对锅炉负压的监控。据工艺设计要求和现场实际条件，对系统进行连锁操作限制，保证系统平安运行。完成温度、压力、流量、液位等参数的显示与报警。6.4技术特点汲取剂为粉状，到厂后干脆熟化成脱硫浆液，而不需进行破裂、磨粉等工序，且其用量仅相当于石灰石的40%，因而脱硫剂制备系统大大简化。由于镁基溶液的碱性比钙基高数百倍，汲取反应所需水量（即液/气比值）仅为钙基脱硫的1/3-1/6，而且汲取反应强度更高，脱硫效率可达到99%，其汲取塔的高度显著低于石灰石脱硫塔，其循环液量也大大减小,电耗不到石灰石/石膏法工艺的一半。镁基脱硫的副产品不易粘结、结垢，因而避开了石灰石脱硫过程中常发生的结垢、堵塞等运行困难。对煤种改变的适应性强。无论是含硫量大于3％的高硫煤，还是含硫量低于1％的低硫煤，镁基湿法脱硫工艺都能适应。当锅炉煤种改变时，可以通过调整镁硫比、液气比和pH值等手段以保证达到系统设计的脱硫率；脱硫副产品(MgSO3和MgSO4)具有更高的利用价值.MgSO3可以进一步用来生产硫酸并将MgO再生还原，MgSO4用于镁肥，在美、日、德等国都有胜利的工业化生产实绩。7设计参数一览表序号项目单位脱硫系统备注1锅炉负荷t/h60+2020t/h的做为备用2燃煤量t/h10.293含硫量%0.54烟气量m3/h1500005排烟温度℃1406标况烟气量Nm3/h993007年脱去二氧化硫流量t/a808入口二氧化硫浓度mg/Nm3118010要求二氧化硫排放浓度mg/Nm3≤30011二氧化硫去除量kg/h52.812汲取剂耗量kg/h40.38纯度85％汲取剂费用元/h20.2500元/吨13产渣量kg/h379干态14塔径m3.215系统阻力Pa≤150016系统耗电量Kw·h120电费元/h69.60.58元/度17工艺水耗量t/h4水费元/h41.0元/吨18设备及布袋修理费万元/a18.2318运行费用元/h224万元/年34.01520h/a计7供货范围7.1供货范围本工程供货范围为除尘器入口接入至脱硫后净烟气吸再到原烟道（含进、出口和旁路挡板门、非金属膨胀节）的全套脱硫除尘装置，包括设计、制造、安装、调试、(168小时)试运行（供方供应土建设计以及桩基的设计，由需方负责土建施工以及桩基的处理），调试、试运行期间的水、电、和脱硫剂等消耗材料由需方负责。包括全部电缆及电缆桥架等系统的材料及安装。接口界限:除尘系统：入口：从现有除尘器入口烟道口起先。出口：到引风机入口烟道接口。副产品：以粉尘加湿搅拌机出口为界；烟气入口：从汇合原烟道上烟气入口起先，含脱硫入口烟道挡板门及旁边路挡板门。出口：到原烟囱净烟气出口，含出口烟道挡板门。副产品：以制出副产品出口为界；氧化镁粉进口：氧化镁粉仓进口管接口(以内)。工艺水：进口：工艺水箱接入口（法兰）外一米（以内）为界。工艺废水出口：废水排放泵出口。压缩空气由供方负责电气（电源）：以需方低压开关柜出线端子为界；其他以设备接入口（法兰）外一米（以内）为界。限制系统脱硫除尘系统范围内限制设备。包括供应脱硫除尘系统限制信号与主控室主限制系统接口。8平安生产、环境爱护、消防及节能8.1平安生产本装置在制作安装过程中，严格遵照OHSAS18001：2001职业平安健康管理体系要求，执行平安生产管理制度与平安工程措施：（1）执行国家有关平安生产和劳动爱护的法规，建立平安生产责任制，加强规范化管理，进行平安交底、平安教化和平安宣扬，严格执行平安技术方案。（2）现场铺设施工电缆和电器应遵守全国通用的规则和标准。（3）实行一切适当预防措施保证全部工作场所平安牢靠，在进行施工平面图设计时充分考虑平安、防火、防爆、防污染等因素，做到各种设施布局合理。使整个工作场所不存在可能危及工人平安与健康的危急。此外，在制作安装期及运行管理期，为了保证平安生产，使职工自觉遵守平安生产中的各项章程，具体内容如下：①依据施工现场编制和执行各种有平安生产管理制度以及平安责任制；②对全体职工进行平安教化培训，事故和偶发事务的分析；③制定平安工作操作规程；④成立项目部平安委员会；⑤制定应急预案；⑥定期常常对全部职工作医疗检查；⑦颁发和运用平安防护用品如平安帽、鞋、工作服等。8